『Predic'on  of  human  voluntary  movement  before  it  occurs』

目次

1.  文献を選んだ理由    2.  文献紹介  -­‐  Abstract  -­‐  Introduc'on  -­‐  Methods  -­‐  Results  -­‐  Discussion    3. 今後の研究について

-­‐  1  -­‐

1.  文献を選んだ理由

私のやりたいこと

自分が行動する前に、

モニターの中の自分が動く

-­‐  2  -­‐

thinking  

方法

-­‐  3  -­‐

1.  脳の計測   2.  体の動きを予測  

2.  文献紹介 -­‐  Abstract  -­‐

行動前の脳の反応時間

-­‐  4  -­‐

doing  

・0.5s前？ ・1.5s前？ ・3.0s前？

reac'on

本研究の目的 1

-­‐  5  -­‐

doing  

1.5s

反応

本研究の目的 2

-­‐  6  -­‐

Online & Real time

NEW

使用する機械

-­‐  7  -­‐

脳波計 筋電センサー 電気眼球図記録

本研究の結果

-­‐  8  -­‐

doing  

1.5s → 0.62 ± 0.25s

反応

本研究からの応用

-­‐  9  -­‐

BCI(Brain  Computer  Interface)の発展  

実際に“モノ”を動かすより早く、

操作することができる

2.  文献紹介 -­‐  Introduc'on  -­‐

先行研究 1-1

-­‐  10  -­‐

Kornhuber  and  Deeckeの研究 (1965)  

被験者がキーを押す

- タイミングは設定せず、被験者に任せる

先行研究 1-2

-­‐  11  -­‐

doing  

1.5s

反応

BP1

400ms

BP2

先行研究 1-3

-­‐  12  -­‐

反応のあった場所は？  

先行研究 1-4

-­‐  13  -­‐

BP1って？BP2って？  

BP1 : 運動前2〜1s前に出現するゆるやかな陰性電位

BP2 : 運動前700〜400ms前に出現する急激な陰性電位

BP1 BP2

MRCP

先行研究 2-1

-­‐  14  -­‐

Pfurtschellerの研究 (1981)  doing  

2.0s

反応

ERD

先行研究 2-2

-­‐  15  -­‐

反応のあった場所は？  

先行研究 2-3

-­‐  16  -­‐

ERDって？  

ある周波数成分が急激に減少

30Hz

β波

ERD

14Hz

8Hz

4Hz

α波

θ波

δ波

β波

本研究の主な実験手段

-­‐  17  -­‐

MRCP + ERD 運動関連脳伝達 事象関連脱同期

先行研究 3-1

-­‐  18  -­‐

反応

Libetの研究 (1991)  

1.5s〜2.0s

doing   thinking  

・350〜500ms

・500〜800ms

・800ms〜

先行研究 3-2

-­‐  19  -­‐

反応

400ms

Libetの研究 (1991)  doing   thinking  

500〜800ms

subconscious

conscious  awareness

先行研究 4

-­‐  20  -­‐

BCI  (ブレイン コンピュータ インターフェイス)  

ex) P300 ロボットアーム

本研究の発展

-­‐  21  -­‐

thinking  

視覚刺激

NEW

プチブレイク

-­‐  22  -­‐

脳波計ってどんなもの？  

→  脳機能研究所にお邪魔しました。  

2.  文献紹介 -­‐  Method  -­‐

被験者

20代前半、健常者

実験内容は事前に話す

-­‐  23  -­‐

実験のようす

基本的にリラックス

❌

視線を動かす

まばたき

体を動かす -­‐  24  -­‐ やったらダメ

実験内容1

いつでも自由に手首を動かす

-­‐  25  -­‐

実験内容2

※各セッション10-15m

　 セッション間は5-10m休憩

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Session  1  モデルたてる

Session  2  モデル確認

Session  3  モデル検証

実験内容3

-­‐  27  -­‐

目的  :    

筋電センサーが反応する1.5s前に予測できる

厳密なモデルを立て、検証する  

まばたき、視線に問題あれば  

実験内容4

-­‐  28  -­‐

もし・・・・  

手首を一度動かしたら  

3s  計測しない

1s  計測しない

スレッショルドの決め方

-­‐  29  -­‐

doing  

1.5s 90%以上の確率になるように設定

オンラインで行う工夫1

-­‐  30  -­‐

脳波で見る箇所を減らす  

運動に関係ある14カ所に

27カ所計測

オンラインで行う工夫2

-­‐  31  -­‐

運動野ってどこだった？  

Subject 4 Subject 2

プチブレイク

-­‐  32  -­‐

脳波を使った商品紹介  1  

→  nekomimi  

2.  文献紹介 -­‐  Results  -­‐

MRCPの結果

-­‐  33  -­‐

Subject 2

BP1 BP2 Subject 4

BP1 BP2

ERDの結果

-­‐  34  -­‐

Subject 2

ERS

Subject 4 ERD

ERS

ERD

Online総合結果1

-­‐  35  -­‐

Subject 2

Subject 4

動かした回数 予測した回数 予測が当たった回数 平均予測時間

30 13 9 0.429s

57 29 26 0.497s

Online総合結果2

-­‐  36  -­‐

Subject 1

動かした回数 予測した回数 予測が当たった回数 平均予測時間

30 13 9 0.429s 18 8 6 0.384s

Subject 2

Subject 3

57 29 26 0.497s 20 7 4 1.029s

Subject 4

40 13 10 0.724s Subject 5

Subject 6

30 12 10 0.846s 40 14 10 0.433s

Subject 7

45% 75%

Online総合結果3

-­‐  37  -­‐

0.625s

平均予測時間(行動開始1.5s以上前は含めない)

0.9 〜1.0s

平均予測時間(行動開始1.5s以上前も含む)

気になるところ1

-­‐  38  -­‐

反応

5s

行動の5s前に反応することも・・・  

doing  

1.5s

反応

気になるところ2

-­‐  39  -­‐

原因  :    

・Online  

・被験者が行動しようと思ったけど、やらない  

プチブレイク

-­‐  40  -­‐

脳波を使った商品紹介  2  

→  Muse  

2.  文献紹介 -­‐  Discussion  -­‐

先行研究との比較

-­‐  41  -­‐

doing  

判別困難

反応

2〜1.5s

MRCP ERD

・ニューラルネットワーク  

精度を上げる1

-­‐  42  -­‐

リニア→ノンリニアに

・カーネル法  

精度を上げる2

-­‐  43  -­‐

現状は計算時間100ms  

 

より良いアルゴリズムを開発  

脳波以外での計測

-­‐  44  -­‐

薬物による計測が可能  

視床下部計測によるパーキンソン病治療    (Loukas  and  Brown,  2004)  

本研究の発展

-­‐  45  -­‐

反応

400ms

doing  

thinking  

600ms

conscious  awareness

新しいBCIの開発  NEW

プチブレイク

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脳波を使った商品紹介  3   →  neurocam  

3.  今後の研究について

・人の感情がわかる？  

脳機能研究所に行って

-­‐  47  -­‐

喜

・アルツハイマー予防ができる？  

怒 哀 楽

私のやりたいこと

自分が行動する前に、

モニターの中の自分が動く

-­‐  48  -­‐

thinking  

・結果だけ見ると良いけど・・・  

結果をふまえて

-­‐  49  -­‐

・問題点  

装着が大変 制約が多い

・脳のことを知る良い機会になった  

本論文を読んで

-­‐  50  -­‐

・私の“やりたいこと”には、必ず必要な知識領域  

次の試み

-­‐  51  -­‐

1.  脳の計測   2.  体の動きを予測  

END ありがとうございました。